DE19964040A1 - Walzverfahren für ein Profil, insbesondere ein Flanschprofil, und hiermit korrespondierendes Universalwalzgerüst - Google Patents
Walzverfahren für ein Profil, insbesondere ein Flanschprofil, und hiermit korrespondierendes UniversalwalzgerüstInfo
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Abstract
Ein Profil (1) wird in einem Universalwalzgerüst mit Horizontalwalzen (2, 3) und Vertikalwalzen (4, 5) mit einer vertikalen Walzenmitte (6, 7) gewalzt. Zumindest die Horizontalwalzen (2, 3) werden hydraulisch angestellt. Den Horizontalwalzen (2, 3) werden ein Horizontal-Sollwalzspalt (h*) und ein Zusatzsollwert (o*) vorgegeben. Aufgrund des Horizontal-Sollwalzspaltes (h*) werden die Horizontalwalzen (2, 3) symmetrisch bezüglich der vertikalen Walzenmitte (6, 7), aufgrund des Zusatzsollwertes (o*) gleichsinnig um den gleichen Betrag vertikal verstellt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzverfahren für ein
Profil, insbesondere ein Flanschprofil, in einem Universal
walzgerüst mit Horizontalwalzen und Vertikalwalzen mit einer
vertikalen Walzenmitte, wobei die Horizontalwalzen entspre
chend einem vorgegebenen Horizontal-Sollwalzspalt gegeneinan
der auf einen Horizontal-Istwalzspalt angestellt werden, wo
bei die Vertikalwalzen gegen die Horizontalwalzen auf Verti
kal-Istwalzspalte angestellt werden. Sie betrifft ferner ein
hiermit korrespondierendes Universalwalzgerüst.
Ein derartiges Walzverfahren und das hiermit korrespondieren
de Universalwalzgerüst sind beispielsweise aus der DE 38 34 587 A1
bekannt. In dieser Schrift ist nicht erwähnt, daß die
Horizontalwalzen aufgrund des Horizontal-Sollwalzspaltes sym
metrisch bezüglich der vertikalen Walzenmitte verstellt wer
den. Dies ist aber allgemein üblich.
Im eingangs genannten Stand der Technik ist eine Walzgerüst
gruppe beschrieben, welche zwei Universalwalzgerüste auf
weist, zwischen denen ein Flanschenstauchgerüst angeordnet
ist. Beim Stand der Technik ist die Höhenlage des Flanschen
stauchgerüsts einstellbar, um die Stegmitte des gewalzten
Profils zu korrigieren.
Das Verfahren und das Walzgerüst des Standes der Technik ar
beiten bereits recht gut, aber noch nicht vollständig befrie
digend. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher
darin, ein Walzverfahren für ein Profil und ein hiermit kor
respondierendes Universalwalzgerüst zu schaffen, mittels de
rer Profile noch besser, insbesondere mit geringeren Toleran
zen, walzbar sind.
Die Aufgabe wird für das Walzverfahren dadurch gelöst, daß
die Horizontalwalzen über Hydraulikzylindereinheiten auf den
Horizontal-Istwalzspalt angestellt werden und den Hydraulik
zylindereinheiten ein Zusatzsollwert vorgegeben wird, auf
grund dessen die Horizontalwalzen gleichsinnig um den glei
chen Betrag vertikal verstellt werden.
Hiermit korrespondierend wird die Aufgabe für das Universal
walzgerüst dadurch gelöst, daß die Stellglieder für die Hori
zontalwalzen als Hydraulikzylindereinheiten ausgebildet sind
und den Stellgliedern für die Horizontalwalzen ein Zusatz
sollwert vorgebbar ist, aufgrund dessen die Horizontalwalzen
gleichsinnig um den gleichen Betrag vertikal verstellbar
sind.
Es ist möglich, den Zusatzsollwert vor dem Walzen des Profils
vorzugeben und während des Walzens nicht mehr zu verändern.
Hydraulikzylindereinheiten sind aber auch unter Last anstell
bar. Es ist daher auch möglich, daß der Zusatzsollwert wäh
rend des Walzens des Profils geändert wird.
Das Walzverfahren liefert besonders gute Ergebnisse, wenn das
gewalzte Profil mit einem Sollprofil verglichen wird und der
Zusatzsollwert anhand des Vergleichs des gewalzten Profils
mit dem Sollprofil ermittelt wird.
Wenn das Vergleichen des gewalzten Profils mit dem Sollprofil
und das Ermitteln des Zusatzsollwerts in einem Profilregler
erfolgt, erfolgt eine automatische Optimierung des Zusatz
sollwerts. Insbesondere in einem derartigen automatisierten
Regelverfahren ist ein Ändern des Zusatzsollwerts auch wäh
rend des Walzens des Profils sinnvoll.
Wenn die Vertikalwalzen über Hydraulikzylindereinheiten auf
die Vertikal-Istwalzspalte angestellt werden, ergibt sich ein
vollhydraulisches Universalwalzgerüst.
Wenn eine den Horizontal- und Vertikalwalzen vorgeordnete
Komponente und/oder eine den Horizontal- und Vertikalwalzen
nachgeordnete Komponente für das Profil aufgrund des Zusatz
sollwertes vertikal verstellt wird bzw. werden, können Biege
spannungen im zu walzenden Profil bzw. im gewalzten Profil
gezielt beeinflußt werden. Insbesondere können sie minimiert
werden. Die Vertikalverstellung der vorgeordneten Komponente
und/oder der nachgeordneten Komponente kann dabei je nach
Komponente gleich- oder gegensinnig wirken und so groß wie
oder kleiner als der Zusatzsollwert sein.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach
folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbin
dung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
Fig. 1 ein Universalwalzgerüst von vorne,
Fig. 2 ein Anstellverfahren für Horizontalwalzen und
Fig. 3 das Universalwalzgerüst von Fig. 1 von der Seite.
Gemäß Fig. 1 soll ein Profil 1 in einem Universalwalzgerüst
gewalzt werden. Das Profil 1 ist gemäß Fig. 1 als symmetri
sches Doppel-T-Profil ausgebildet. Es könnte aber beispiels
weise auch als Schienenprofil, als X-Träger, als T-Träger
oder als anderes Profil ausgebildet sein.
Das Universalwalzgerüst weist Horizontalwalzen 2, 3 und Ver
tikalwalzen 4, S auf. Die Vertikalwalzen 4, 5 weisen vertika
le Walzenmitten 6, 7 auf. Die Vertikalwalzen 4, 5 sind dabei
derart in das Universalwalzgerüst eingebaut, daß ihre verti
kalen Walzenmitten 6, 7 höhengleich angeordnet sind.
Den Walzen 4 bis 7 sind Stellglieder 8 bis 11 zugeordnet. Die
Stellglieder 8 bis 11 sind als Hydraulikzylindereinheiten
ausgebildet.
Es ist möglich, daß die Walzen 4 bis 7 über nicht dargestell
te weitere Stellglieder, insbesondere elektromechanische
Stellglieder, grob voreinstellbar sind. Entscheidend aber
ist, daß die Einstellung von Walzspalten sowohl im lastfreien
Zustand als auch unter Last über die Hydraulikzylindereinhei
ten 8 bis 11 erfolgt. Bei Vorgabe entsprechender Horizontal-
bzw. Vertikal-Sollwalzspalte h*, v1*, v2* werden also die Ho
rizontalwalzen 2, 3 entsprechend dem Horizontal-Sollwalzspalt
h* gegeneinander auf einen Horizontal-Istwalzspalt h ange
stellt. Die Vertikalwalzen 4, 5 werden gegen die Horizontal
walzen 2, 3 auf Vertikal-Istwalzspalte v1, v2 angestellt. Das
Anstellen bzw. Verstellen der Walzen 2 bis 5 erfolgt dabei
stets über die Hydraulikzylindereinheiten 8 bis 11.
Gemäß Fig. 2 wird den Horizontalwalzen 2, 3 bzw. deren Hy
draulikzylindereinheiten 8, 9 zu einem Startzeitpunkt t0 der
Horizontal-Sollwalzspalt h* vorgegeben. Den Horizontalwalzen
2, 3 bzw. deren Stellgliedern 8, 9 wird zu diesem Zeitpunkt
ferner ein Zusatzsollwert o* vorgegeben.
Aufgrund der Vorgabe der beiden Sollwerte h*, o* werden die
Horizontalwalzen 2, 3 bezüglich der vertikalen Walzenmitten
6, 7 auf Istanstellungen x1, x2 verstellt. Die Istanstellung
x1 der oberen Horizontalwalze 2 ergibt sich dabei zu x1 =
h*/2 + o*. Die Istanstellung x2 der unteren Horizontalwalze 3
ergibt sich zu x2 = -h*/2 + o*. Die Nulllinie ist dabei durch
die vertikalen Walzenmitten 6, 7, die ja zusammenfallen, de
finiert.
Im Ergebnis werden also die Horizontalwalzen 2, 3 aufgrund
des Horizontal-Sollwalzspaltes h* bezüglich der vertikalen
Walzenmitten 6, 7 symmetrisch verstellt. Aufgrund des Zusatz
sollwerts o* hingegen werden die Horizontalwalzen 2, 3
gleichsinnig um den gleichen Betrag vertikal verstellt. Es
ergibt sich also eine Vertikalverschiebung der Horizontalwal
zen 2, 3 bezüglich der vertikalen Walzenmitten 6, 7 unter
gleichzeitiger Beibehaltung des von dem Horizontalwalzen 2, 3
gebildeten Horizontal-Istwalzspaltes h.
Die Vorgabe der Sollwerte h*, v1*, v2*, o* erfolgt in der Re
gel vor dem Walzen des Profils 1. Dieses läuft also erst zu
einem Einlaufzeitpunkt t1 in das Universalwalzgerüst ein, der
nach dem Startzeitpunkt t0 liegt. Zu einem späteren Auslauf
zeitpunkt t2 läuft das Profil 1 dann wieder aus dem Univer
salwalzgerüst aus.
In der Regel werden die Sollwalzspalte h*, v1*, v2* sowie der
Zusatzsollwert o* während des Walzens des Profils 1 konstant
gehalten. Es ist aber auch möglich, die Werte h*, v1*, v2*,
o* während des Walzens des Profils 1 zu ändern. Beispielswei
se kann zu einem Änderungszeitpunkt t3, der zwischen dem Ein
laufzeitpunkt t1 und dem Auslaufzeitpunkt t2 liegt, ein neuer
Zusatzsollwert o* vorgegeben werden. Auch eine Änderung der
Sollwalzspalte h*, v1*, v2* ist möglich.
Gemäß Fig. 3 ist den Horizontal- und Vertikalwalzen 2-5
ein Profilmeßgerät 12 nachgeordnet. Mittels des Profilmeßge
räts 12 ist das gewalzte Profil 1 erfaßbar. Das Profilmeßge
rät 12 ist mit einem Profilregler 13 regeltechnisch verbun
den. Dem Profilregler 13 ist ein Sollprofil P* zuführbar. Der
Profilregler 13 vergleicht das gewalzte Profil 1 mit dem
Sollprofil P* und ermittelt anhand des Vergleichs den Zusatz
sollwert o*.
Der Profilregler 13 ist mit den Stellgliedern 8, 9 für die
Horizontalwalzen 2, 3 steuerungstechnisch verbunden. Er kann
also direkt den Zusatzsollwert o* an die Stellglieder 8, 9
übermitteln. Die Übermittlung kann dabei wahlweise kontinu
ierlich oder diskret (d. h. zwischen zwei zu walzenden Profi
len 1) erfolgen.
Wie aus Fig. 3 ferner ersichtlich ist, ist den Horizontal-
und Vertikalwalzen 2-5 ein Rollgang 14 für das Profil 1
vorgeordnet. Ferner ist den Horizontal- und Vertikalwalzen 2-5
ein Flanschenstauchgerüst 15 für das Profil 1 nachgeord
net. Der Rollgang 14 und das Flanschenstauchgerüst 15 bilden
je eine dem Universalwalzgerüst vor- bzw. nachgeordnete Kom
ponente 14, 15. Die Komponenten 14, 15 sind über Stellglieder
16, 17 vertikal verstellbar. Die Stellglieder 16, 17 können
wieder als Hydraulikzylindereinheiten ausgebildet sein. Den
Komponenten 14, 15 bzw. deren Stellgliedern 16, 17 wird eben
falls der Zusatzsollwert o* zugeführt. Damit können auch die
Komponenten 14, 15 aufgrund des Zusatzsollwertes o* vertikal
verstellt werden. Die Vertikalverstellung der Komponenten 14,
15 kann dabei gleich- oder gegensinnig wirken und so groß wie
oder kleiner als der Zusatzsollwert o* sein. Beispielsweise
kann der Rollgang 14 aufgrund des Zusatzsollwertes o* gleich
sinnig um den gleichen Betrag wie die Horizontalwalzen 2, 3
verstellt werden, das Flanschenstauchgerüst 15 gegensinnig um
einen Teil des Zusatzsollwertes o*.
Mit dem erfindungsgemäßen Walzverfahren und dem hiermit kor
respondierenden Universalwalzgerüst wird das gleichsinnige
vertikale Verstellen der Horizontalwalzen 2, 3 - insbesondere
während des Walzens des Profils 1 - ermöglicht. Auch sind er
heblich geringere Toleranzen einhaltbar als im Stand der
Technik.
1
Profil
2-5
Walzen
6
,
7
vertikale Walzenmitten
8-11
,
16
,
17
Stellglieder
12
Profilmeßgerät
13
Profilregler
14
,
15
Komponenten
h, h* Horizontalwalzspalte
o* Zusatzsollwert
p* Sollprofil
to bis t3 Zeitpunkte
v1, v1*, v2, v2* Vertikalwalzspalte
x1, x2 Istanstellungen
h, h* Horizontalwalzspalte
o* Zusatzsollwert
p* Sollprofil
to bis t3 Zeitpunkte
v1, v1*, v2, v2* Vertikalwalzspalte
x1, x2 Istanstellungen
Claims (12)
1. Walzverfahren für ein Profil (1), insbesondere ein
Flanschprofil (2), in einem Universalwalzgerüst mit Hori
zontalwalzen (2, 3) und Vertikalwalzen (4, 5) mit einer
vertikalen Walzenmitte (6, 7),
- - wobei die Horizontalwalzen (2, 3) entsprechend einem vorgegebenen Horizontal-Sollwalzspalt (h*) gegenein ander auf einen Horizontal-Istwalzspalt (h) ange stellt werden,
- - wobei die Vertikalwalzen (4, 5) gegen die Horizontal walzen (2, 3) auf Vertikal-Istwalzspalte (v1, v2) an gestellt werden,
- - wobei die Horizontalwalzen (2, 3) aufgrund des Hori zontal-Sollwalzspaltes (h*) symmetrisch bezüglich der vertikalen Walzenmitte (6, 7) verstellt werden,
- - daß die Horizontalwalzen (2, 3) über Hydraulikzylin dereinheiten (8, 9) auf den Horizontal-Istwalzspalt (h) angestellt werden und
- - daß den Hydraulikzylindereinheiten (8, 9) ein Zusatz sollwert (o*) vorgegeben wird, aufgrund dessen die Horizontalwalzen (2, 3) gleichsinnig um den gleichen Betrag vertikal verstellt werden.
2. Walzverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zusatzsollwert (o*) vor dem Walzen des Profils
(1) vorgegeben wird.
3. Walzverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zusatzsollwert (o*) während des Walzens des Pro
fils (1) geändert wird.
4. Walzverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das gewalzte Profil (1) mit einem Sollprofil (P*)
verglichen wird und daß der Zusatzsollwert (o*) anhand
des Vergleichs des gewalzten Profils (1) mit dem Sollpro
fil (P*) ermittelt wird.
5. Walzverfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Vergleichen des gewalzten Profils (1) mit dem
Sollprofil (P*) und das Ermitteln des Zusatzsollwerts
(o*) in einem Profilregler (13) erfolgt.
6. Walzverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertikalwalzen (4, 5) über Hydraulikzylinderein
heiten (10, 11) auf die Vertikal-Istwalzspalte (v1, v2)
angestellt werden.
7. Walzverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine den Horizontal- und Vertikalwalzen (2-5) vor
geordnete Komponente (14) und/oder eine den Horizontal-
und Vertikalwalzen (2-5) nachgeordnete Komponente (15)
für das Profil (1) aufgrund des Zusatzsollwertes (o*)
vertikal verstellt wird bzw. werden.
8. Universalwalzgerüst zum Walzen eines Profils (1), insbe
sondere eines Flanschprofils (1), mit Horizontalwalzen
(2, 3) und Vertikalwalzen (4, 5) mit einer vertikalen
Walzenmitte (6, 7),
- - mit Stellgliedern (8, 9) für die Horizontalwalzen (2, 3), so daß die Horizontalwalzen (2, 3) von den Stell gliedern (8, 9) entsprechend einem Horizontal-Soll walzspalt (h*) gegeneinander auf einen Horizontal- Istwalzspalt (h) anstellbar sind,
- - mit Stellgliedern (10, 11) für die Vertikalwalzen (4, 5), so daß die Vertikalwalzen (4, 5) gegen die Hori zontalwalzen (2, 3) auf Vertikal-Istwalzspalte (v1, v2) anstellbar sind,
- - wobei die Horizontalwalzen (2, 3) aufgrund des Hori zontal-Sollwalzspaltes (h*) symmetrisch bezüglich der vertikalen Walzenmitte (6, 7) verstellbar sind,
- - daß die Stellglieder (8, 9) für die Horizontalwalzen (2, 3) als Hydraulikzylindereinheiten (8, 9) ausge bildet sind und
- - daß den Stellgliedern (8, 9) für die Horizontalwalzen (2, 3) ein Zusatzsollwert (o*) vorgebbar ist, auf grund dessen die Horizontalwalzen (2, 3) gleichsinnig um den gleichen Betrag vertikal verstellbar sind.
9. Universalwalzgerüst nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß den Horizontal- und Vertikalwalzen (2-5) ein Pro
filmeßgerät (12) nachgeordnet ist, mittels dessen das ge
walzte Profil (1) erfaßbar ist.
10. Universalwalzgerüst nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Profilmeßgerät (12) mit einem Profilregler (13)
regeltechnisch verbunden ist, daß dem Profilregler (13)
ein Sollprofil (P*) zuführbar ist und daß der Profilreg
ler (13) mit den Stellgliedern (8, 9) für die Horizontal
walzen (2, 3) steuerungstechnisch verbunden ist.
11. Universalwalzgerüst nach Anspruch 8, 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stellglieder (10, 11) für die Vertikalwalzen (4,
5) als Hydraulikzylindereinheiten (10, 11) ausgebildet
sind.
12. Universalwalzgerüst nach Anspruch 8, 9, 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß den Horizontal- und Vertikalwalzen (2-5) eine Kom
ponente (14) für das Profil (1) vorgeordnet und/oder eine
Komponente (15) für das Profil (1) nachgeordnet ist, daß
den Komponenten (14, 15) für das Profil (1) der Zusatz
sollwert (o*) zuführbar ist und daß die Komponenten (14,
15) für das Profil (1) aufgrund des Zusatzsollwertes (o*)
vertikal verstellbar sind.
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